[發明專利]一種提升地源熱泵能效的淺層地熱利用設備和利用方法

在審

• 申請號: 201910477817.0
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110285602A
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 駱進;張琦;張玉豪
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: F25B30/06
• 分類號: F25B30/06;F25D21/04;F24D15/04;F24F5/00;F24T10/15
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 龔春來

本發明提供一種提升地源熱泵能效的淺層地熱利用設備和利用方法，設備包括第一換熱組件和第二換熱組件；第一換熱組件包括氣管和氣泵，氣管的進氣口用于設于室外，氣管的出氣口用于設于室內，氣泵設于氣管上；第二換熱組件包括設于室內的室內換熱器、設于地面的地源熱泵、設于地下的地埋管，室內換熱器的一端通過負荷側水泵和負荷側回水管與地源熱泵相連，室內換熱器的另一端通過負荷側供水管與地源熱泵相連；地埋管的一端通過地源側回水管和地源側水泵與地源熱泵相連，地埋管的另一端通過地源側供水管與地源熱泵相連，使室內換熱器通過地源熱泵與地埋管進行熱交換。本發明的有益效果是：降低地源熱泵系統的能耗，增大能量利用效率。

技術領域

本發明涉及地源熱泵換熱系統技術領域，尤其涉及一種提升地源熱泵能效的淺層地熱利用設備和利用方法。

背景技術

近些年來，地源熱泵系統(GSHP)在全球范圍內廣泛應用于建筑的供暖和制冷。與傳統空調系統相比，地源熱泵系統具有更高的熱性能，因為地源熱泵系統在冬季使用地面作為熱源，在夏季使用散熱器，其主要原因是地下溫度保持穩定，地質巖土體的熱容量高于空氣。因此，由于效率高，GSHP在節能和減少二氧化碳排放方面具有巨大潛力，但是GSHP應用的主要障礙是初期資金成本高，經濟效益低，通過提高GSHP能效來提高其經濟性能是近幾十年的主要問題之一。根據目前的研究，系統的運行策略對系統的經濟效益有著重要的影響，在一些夏熱冬冷地區，建筑通常面臨著不均勻的熱負荷和冷負荷。地源熱泵系統的運行效果不佳，使得其優勢難以得到發揮。

發明內容

有鑒于此，本發明的實施例提供了一種提升地源熱泵能效的淺層地熱利用設備和利用方法，旨在降低地源熱泵系統的能耗，增大能量利用效率。

本發明的實施例提供一種提升地源熱泵能效的淺層地熱利用設備，包括第一換熱組件和第二換熱組件；

所述第一換熱組件包括氣管和氣泵，所述氣管的進氣口用于設于室外，所述氣管的出氣口用于設于室內，所述氣管經由地下熱源體與所述室內連通，所述氣管與所述地下熱源體熱導接，所述氣泵設于所述氣管上，用于將室外的氣體輸入至室內；

所述第二換熱組件包括設于室內的室內換熱器、設于地面的地源熱泵、設于地下的地埋管、水泵和水管，所述水泵包括負荷側水泵和地源側水泵，所述水管包括負荷側供水管、負荷側回水管、地源側供水管和地源側回水管；

其中，所述室內換熱器的一端通過所述負荷側水泵和所述負荷側回水管與所述地源熱泵相連，所述室內換熱器的另一端通過所述負荷側供水管與所述地源熱泵相連；所述地埋管的一端通過所述地源側回水管和所述地源側水泵與所述地源熱泵相連，所述地埋管的另一端通過所述地源側供水管與所述地源熱泵相連，以使所述室內換熱器通過所述地源熱泵與所述地埋管進行熱交換。

進一步地，所述地埋管的數量為多個，所述多個地埋管的進水端與所述地源側供水管通過出水歧管相連，所述多個地埋管的出水端與所述地源側回水管通過進水歧管相連。

進一步地，所述相鄰地埋管之間的距離為6m；和/或，

所述負荷側回水管和所述負荷側供水管之間的距離為0.5m；和/或，

所述地源側回水管和所述地源側供水管之間的距離為0.5m。

進一步地，所述出水歧管主管的內徑為50mm，管壁厚為4.6mm，所述出水歧管支管的內徑為40mm，管壁厚為3.7mm。

進一步地，所述地源側回水管上設有溫度傳感器、流量計；和/或，

所述地源側供水管上設有溫度傳感器、流量計；和/或，

所述負荷側供水管上設有溫度傳感器、流量計；和/或，

所述負荷側回水管上設有溫度傳感器、流量計。

進一步地，所述地埋管上設有溫度傳感器、流量計。